KR100224104B1 - 주파수 하강변환장치 및 방법 - Google Patents

주파수 하강변환장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100224104B1
KR100224104B1 KR1019960068173A KR19960068173A KR100224104B1 KR 100224104 B1 KR100224104 B1 KR 100224104B1 KR 1019960068173 A KR1019960068173 A KR 1019960068173A KR 19960068173 A KR19960068173 A KR 19960068173A KR 100224104 B1 KR100224104 B1 KR 100224104B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
frequency
output
local oscillation
phase
Prior art date
Application number
KR1019960068173A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19980049459A (ko
Inventor
박재선
권성택
김홍규
조성원
Original Assignee
윤종용
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019960068173A priority Critical patent/KR100224104B1/ko
Publication of KR19980049459A publication Critical patent/KR19980049459A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100224104B1 publication Critical patent/KR100224104B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/16—Circuits
    • H04B1/30—Circuits for homodyne or synchrodyne receivers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Abstract

무선통신시스템의 주파수 하강 변환장치가, 수신 주파수의 1/2 주파수를 국부발진신호로 발생하는 국부발진기와, 국부발진신호를 1/2 쿼드페이즈로 쉬프트시키는 이상기와, 국부발진기의 출력과 수신신호를 제1혼합하여 하강변환하고 이상기의 출력과 수신신호를 제2혼합하여 하강변환하는 혼합기들로 구성되어, 국부발진기의 고조파 성분들을 혼합기들에 인가되는 것을 방지시켜 수신주파수 대역의 간섭신호를 최소화시킨다.

Description

주파수 하강변환장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONVERTING FREQUENCY}
무선 통신시스템의 수신장치 및 방법에 관한 것으로, 주파수 하강변환장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무선 통신시스템에서 수신신호를 복원하기 위한 수신장치에서 주파수를 하강변환하는 장치는 슈퍼헤테로다인(superheterodyne) 방식을 사용하고 있다. 그러나 상기 슈퍼헤테로다인 방식은 중간주파수(intermediate frequency)가 존재하기 때문에 시스템의 구성이 복잡해지는 문제점이 있다. 위와같은 문제점을 해소하기 위하여 현재에는 직접 변환 방식(direct conversion method)이 연구되고 있다. 상기와 같은 직접 변환 방법은 중간주파수 단이 존재하지 않고 수신되는 주파수를 바로 기저대역(baseband)으로 하강변환(down conversion)하므로서 시스템의 구성요소를 최소화시키는 방법이다.
도 1은 종래의 직접 변환장치 구성을 도시하는 도면이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 안테나101에 수신되는 신호는 대역여파기(bandpass filter)103에서 수신대역의 신호들만 여파되며, 저잡음증폭기(low noise amplifier)105에서 일정레벨 까지 증폭된다. 그리고 상기 저잡음증폭기105에서 출력되는 신호는 대역여파기107을 통해 다시 수신대역의 신호들 만 여파되며, 전력분배기(power divider)131에서 전력 분배되어 하강 변환용 혼합기(down conversion mixer)109 및 117에 인가된다.
또한 발진기(oscillator)129에서 발생되는 기준주파수(reference frequency)는 PLL(Phase Lock Loop)127에서 위상 동기되며, 국부발진기(local oscillator)125에서 수신대역의 신호를 하강 변환하기 위한 국부발진주파수로 변환된 후 저역여파기(low pass filter)123에서 고조파(harmonic) 성분이 제거된 후 상기 혼합기109 및 117에 인가된다. 이때 혼합기109는 상기 국부발진기125에서 출력되는 인페이즈(in-phase)의 국부발진주파수를 입력하여 상기 수신신호와 혼합하여 출력하며, 혼합기117은 이상기(90°phase shifter)115에 의해 90°쉬프트된 쿼드페이즈(quad-phase)의 국부발진주파수를 입력하여 수신신호와 혼합 출력한다.
상기 혼합기109 및 117에서 인가되는 신호는 혼합기의 비선형(non-linear) 동작에 의하여 ??nFrf?? mFlo??(여기서 n, m은 정수)가 된다. 즉, nFrf와 mFlo의 주파수가 동일하다면 수신신호는 혼합기109와 117에서 바로 기저대역으로 하강 변환된 신호와 고조파 성분들로 출력된다. 여기서 상기 수신장치에서 필요한 신호는 기저대역의 신호이므로, 상기 혼합기109 및 117에서 출력되는 혼합신호는 저역여파기111 및 119를 통과하면서 고조파 성분들이 제거되면서 기저대역의 신호들이 여파 출력된다. 그리고 상기 기저대역의 신호들은 증폭기113 및 121을 통해 증폭된 후 인페이즈신호I 및 쿼드페이즈신호Q으로 최종 출력되어 도시하지 않은 복조부로 출력된다.
그러나 상기와 같은 구성을 갖는 주파수 하강변환장치의 직접변환방법은 슈퍼헤테로다인 방법에 비해 그 구조가 간단하지만, 몇가지 문제점을 갖고 있어 널리 사용되고 있지는 않은 상태이다. 상기와 같은 문제점들 중, 그 하나는 국부발진기125가 하강 변환용 혼합기109 및 117에 가해질 때, 혼합기의 고립(isolation) 특성이 좋지 않은 경우 상기 도 1에 도시된 바와 같이 경로 a, b와 같이 누설신호가 크게 발생된다. 이렇게 수신 경로에 누설된 국부발진주파수는 수신주파수와 같은 대역 내에 존재하기 때문에 다시 안테나를 통해 재방사되는 문제점을 갖게 된다. 이런 경우 수신된 신호의 전력 보다 누설된 신호의 전력이 크면 누설신호가 채널간섭(cochannel interference)을 일으키게 되고, 이로인해 수신신호의 레벨이 낮은 경우 상대적으로 수신감도가 떨어지는 문제점이 있었다. 두 번째로 상기 국부발진기125의 누설신호가 도 1에 도시된 경로 c 및 d와 같이 다시 혼합기109 및 117에 재입사되며, 이로인해 국부발진주파수와 수신신호를 혼합하는 혼합기109 및 117이 다시 동작하게 된다. 그러면 상기 혼합기109 및 117의 출력에 DC 성분이 발생되며, 이런 DC성분은 제거되어야 한다.
따라서 본 발명의 목적은 무선통신시스템에서 직접 변환 방식으로 수신신호를 하강변환할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템의 주파수 하강 변환장치가, 수신 주파수의 1/2 주파수를 국부발진신호로 발생하는 국부발진기와, 상기 국부발진신호를 1/2 쿼드페이즈로 쉬프트시키는 이상기와, 상기 국부발진기의 출력과 수신신호를 제1혼합하여 하강변환하고 상기 이상기의 출력과 수신신호를 제2혼합하여 하강변환하는 혼합기들로 구성되어, 상기 국부발진기의 고조파 성분들이 상기 혼합기들에 인가되는 것을 방지시켜 수신주파수 대역의 간섭신호를 최소화시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선통신시스템의 수신주파수를 하강변환하는 방법이, 수신신호의 주파수의 1/2 크기를 갖는 국부발진주파수를 발생하는 과정과, 상기 국부발진주파수를 1/2 쿼드페이즈로 위상 쉬프트하는 과정과, 상기 국부발진주파수와 상기 수신신호를 혼합하여 제1혼합신호를 발생하고, 상기 국부발진주파수와 상기 위상 쉬프트된 국부발진주파수와 상기 수신신호를 혼합하여 제2혼합신호를 발생하는 과정과, 상기 제1혼합신호 및 제2혼합신호에서 각각 하강 변환된 신호를 여파하여 하강변환된 신호를 발생하는 과정으로 이루어짐을 특징으로한다.
도 1은 종래의 무선통신시스템의 수신계에서 주파수 하강변환장치의 구성을 도시하는 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 무선통신시스템의 수신계에서 주파수 하강변환장치의 구성을 도시하는 도면
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명될 것이다. 도면들중 동일한 부품들은 가능한한 어느곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 직접 변환 방식을 사용하는 주파수 하강변환장치의 구성을 도시하는 도면이다. 상기 도 2를 참조하면, 대역여파기103은 안테나101에서 수신되는 신호를 수신 대역으로 여파하여 출력한다. 가변증폭기211은 자동이득제어신호에 의해 상기 대역여파기103에서 출력되는 신호를 가변 증폭하여 출력한다. 대역여파기107은 상기 가변증폭기211에서 출력되는 증폭신호를 수신 대역으로 여파하여 출력한다. 전력분배기131은 상기 대역여파기107에서 출력되는 신호를 전력 분배하여 혼합기109 및 117에 출력한다. 위와같은 구성은 RF수신부가 된다.
발진기129는 국부발진주파수를 발생하기 위한 기준신호를 발생한다. PLL127은 상기 발진기129에서 출력되는 기준신호를 위상 동기시켜 출력한다. 국부발진기125는 상기 PLL127에서 출력되는 기준신호에 따라 증폭하여 국부발진주파수를 발생한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 국부발진주파수가 수신신호 주파수의 1/2로 발생한다. 저역여파기123은 상기 국부발진기125의 출력에서 고조파 성분을 제거하고 국부발진주파수신호를 여파한다. 이상기201은 상기 저역여파기123에서 출력되는 국부발진주파수를 45??쉬프트시켜 출력한다.
혼합기109는 상기 저역여파기123에서 출력되는 국부발진주파수와 수신신호를 혼합하여 출력한다. 저역여파기111은 상기 혼합기109의 출력에서 하강 변환하기 위한 혼합신호를 여파하여 출력한다. DC제거기(DC remove circuit)203은 상기 저역여파기111에서 하강 변환된 신호에 포함된 DC 성분을 제거한다. 가변증폭기213은 상기 DC제거기203에서 출력되는 신호를 자동이득제어신호에 의해 가변 증폭하여 출력한다.
혼합기117은 상기 이상기201에서 출력되는 국부발진주파수와 수신신호를 혼합하여 출력한다. 저역여파기119는 상기 혼합기117의 출력에서 하강 변환하기 위한 혼합신호를 여파하여 출력한다. DC제거기205는 상기 저역여파기기119에서 하강 변환된 신호에 포함된 DC 성분을 제거한다. 가변증폭기215는 상기 DC제거기205에서 출력되는 신호를 자동이득제어신호에 의해 가변 증폭하여 출력한다.
상기 도 2를 참조하면, 안테나101에서 수신되는 신호는 대역여파기103에서 수신대역의 신호들로 여파되며, 가변증폭기211에서 소정의 레벨로 증폭 출력된다. 이때 상기 가변증폭기211은 수신신호의 레벨이 크면 이득을 줄이고 수신신호의 레벨이 크면 이들을 키울 수 있어야 하며, 이는 가변증폭기211로 인가되는 자동이득제어신호에 의해 수행한다. 상기와 같이 같이 가변증폭기211은 상기 자동이득제어신호에 의해 수신신호의 이득이 일정 레벨이 되도록 가변 증폭하여 출력하며, 이 신호는 대역여파기107을 통해 수신 대역의 신호로 재 여파된 후 전력분배기131에 전력분배되어 혼합기109 및 117에 각각 인가된다.
이때 주파수 하강 변환을 위해 상기 혼합기109 및 117에 인가되는 상기 국부발진주파수는 수신신호 주파수의 1/2이 되는 주파수(Frf/2)를 사용한다. 즉, 일반적으로 하강 변환시 상기 혼합기109 및 117의 출력은 Frf-Flo또는 Flo-Frf를 사용하지만, 본 발명의 실시예에서는 Frf-2Flo의 출력을 하강 변환주파수로 선택한다. 즉, 상기 국부발진기125에서 출력되는 국부발진주파수는 Frf/2가 된다. 이때 상기 국부발진주파수를 Frf/2로 하여 사용하므로, 상기 이상기201에서 쉬프트되는 위상 쉬프트도 45??가 되게 설정한다.
상기와 같이 국부발진기125의 주파수를 수신주파수의 1/2로 설정한 후 저역여파기123를 통해 하강변환용 혼합기109 및 117에 인가한다. 그러면 국부발진기125의 수신주파수 성분인 국부발진기125의 3차 고조파 성분을 최대한 억제하면서 혼합기109 및 117에 인가할 수 있다. 따라서 상기 국부발진기125의 3차 고조파 성분이 상기 혼합기109 및 117의 RF포트로 누설되는 양을 최소화시킬 수 있게되며, 이로인해 수신 주파수 대역에서 간섭신호를 최소화시켜 수신 감도가 저하되는 것을 방지한다. 또한 국부발진주파수를 낮추므로서 PLL127을 이용하여 발진기129의 기준신호에 동기되는 위상동기루프를 값싸게 설계할 수 있는 이점도 있다.
상기 혼합기109 및 117에서 출력되는 혼합신호는 대역여파기111 및 119에서 각각 하강 변환되며, 상기 하강 변환시 국부발진주파수에서 수신주파수(LO to RF)로 누설되는 신호에 의해 DC성분이 발생된다. 상기 DC제거기203 및 205는 하강변환 과정에서 발생되는 DC성분을 각각 제거한다. 그리고 증폭기213 및 215는 상기 DC제거기20 및 205에서 출력되는 신호를 자동이득제어신호에 의해 각각 가변 증폭하여 도시하지 않은 복조부에 인가한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 직접 변환 방식은 국부발진신호를 수신주파수의 1/2로 하므로서 국부발진기의 고조파 성분을 최대한 적게하여 혼합기에 인가하며, 이로인해 수신 주파수 대역에서 간섭신호를 최소화시켜 수신감도를 개선시킬 수 있다. 또한 하강 변환시 발생되는 누설신호에 의한 DC성분을 DC제거기들을 통해 억제할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 주파수 하강 변환장치는 직접 변환시 발생되는 국부발진기의 출력이 RF포트에 누설되는 수신감도를 저하시키는 것을 개선할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 무선통신시스템의 수신장치의 주파수 하강 변환장치에 있어서,
    수신 주파수의 1/2 주파수를 국부발진신호로 발생하는 국부발진기와,
    상기 국부발진신호를 1/2 쿼드페이즈로 쉬프트시키는 이상기와,
    상기 국부발진기의 출력과 수신신호를 제1혼합하여 하강변환하고 상기 이상기의 출력과 수신신호를 제2혼합하여 하강변환하는 혼합기들로 구성되어,
    상기 국부발진기의 고조파 성분들이 상기 혼합기들에 인가되는 것을 방지시켜 수신주파수 대역의 간섭신호를 최소화시키는 것을 특징으로 하는 주파수 하강 변환장치.
  2. 주파수 하강변환장치에 있어서,
    수신되는 신호를 여파 및 증폭한 후 전력 분배하는 RF수신부와,
    상기 수신 신호의 주파수의 1/2 크기를 갖는 국부발진주파수를 발생하는 국부발진기와,
    상기 수신신호와 상기 국부발진기의 출력을 제1혼합기와,
    상기 제1혼합기의 출력에서 하강변환된 신호를 여파하는 제1여파기와,
    상기 제1여파기의 출력에서 DC성분을 제거하는 제1DC제거기와,
    상기 국부발진기의 출력을 1/2 쿼드페이즈로 위상 쉬프트시키는 이상기와,
    상기 수신신호와 상기 이상기의 출력을 혼합하는 제2혼합기와,
    상기 제2혼합기의 출력에서 하강변환된 신호를 여파하는 제2여파기와,
    상기 제2여파기의 출력에서 DC성분을 제거하는 제2DC제거기로 구성된 것을 특징으로 하는 주파수 하강변환장치.
  3. 무선통신시스템의 수신주파수를 하강변환하는 방법에 있어서,
    수신신호의 주파수의 1/2 크기를 갖는 국부발진주파수를 발생하는 과정과,
    상기 국부발진주파수를 1/2 쿼드페이즈로 위상 쉬프트하는 과정과,
    상기 국부발진주파수와 상기 수신신호를 혼합하여 제1혼합신호를 발생하고, 상기 국부발진주파수와 상기 위상 쉬프트된 국부발진주파수와 상기 수신신호를 혼합하여 제2혼합신호를 발생하는 과정과,
    상기 제1혼합신호 및 제2혼합신호에서 각각 하강 변환된 신호를 여파하여 하강변환된 신호를 발생하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 주파수 하강 변환방법.
KR1019960068173A 1996-12-19 1996-12-19 주파수 하강변환장치 및 방법 KR100224104B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960068173A KR100224104B1 (ko) 1996-12-19 1996-12-19 주파수 하강변환장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960068173A KR100224104B1 (ko) 1996-12-19 1996-12-19 주파수 하강변환장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980049459A KR19980049459A (ko) 1998-09-15
KR100224104B1 true KR100224104B1 (ko) 1999-10-15

Family

ID=19489387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960068173A KR100224104B1 (ko) 1996-12-19 1996-12-19 주파수 하강변환장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100224104B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100597867B1 (ko) * 1999-07-23 2006-07-06 에스케이 텔레콤주식회사 이동통신 시스템에서의 수신 장치
KR100461722B1 (ko) * 2002-10-21 2004-12-16 삼성전기주식회사 주파수 시프트기능을 갖는 저잡음 주파수 변환기

Also Published As

Publication number Publication date
KR19980049459A (ko) 1998-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6781424B2 (en) Single chip CMOS transmitter/receiver and method of using same
EP1367735A1 (en) Direct conversion receiver
US4653117A (en) Dual conversion FM receiver using phase locked direct conversion IF
KR100216318B1 (ko) 케이블텔레비젼변환기용 호모다인수신기
KR100279031B1 (ko) 주파수변조수신기
EP0877476B1 (en) Down conversion mixer
US6393070B1 (en) Digital communication device and a mixer
EP0806841B1 (en) Elimination of D.C. offset and spurious AM suppression in a direct conversion receiver
EP0977351B1 (en) Method and apparatus for radio communication
JP2003509909A (ja) 角度変調ｒｆ信号に対する位相補間受信機
US7046979B2 (en) Receiver for rejecting image signal
US6559899B1 (en) Digital blocks television tuner having simple baseband signal processing portion
KR20000070843A (ko) 전압 제어 발진기를 포함하는 송신기
US3873931A (en) FM demodulator circuits
US5267260A (en) Spread spectrum receiver using the code division multiple access mode
WO2001058103A2 (en) Kaskadenfrequenzumsetzer unter verwendung von phasenverschobenen signalen der lokalen oszillatoren
US6021164A (en) Digital radio communication system having reduced phase-locked loop, and its synchronization
KR100224104B1 (ko) 주파수 하강변환장치 및 방법
WO2002096099A2 (en) Quadrature demodulator
KR100994581B1 (ko) 다이렉트 다운컨버전 수신기
EP0576078B1 (en) FM receiver
US6968159B2 (en) Frequency converter and communication device
JP3743046B2 (ja) 直接変換受信機
JP3572824B2 (ja) 受信機
JP3399017B2 (ja) 位相同期装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080604

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee